Могут ли на практике очень сильные магнитные поля существенно изменить динамику тел астрономических масштабов?

Question

Могут ли на практике очень сильные магнитные поля существенно изменить динамику тел астрономических масштабов?

Космос
сила тяжести
магнетар
нейтронная звезда
магнитное поле

Июнь Нова

Прямое влияние магнитных полей на динамику (например, в движениях, траекториях и т. д. самих тел, а не в явлениях более низкого уровня, таких как звездные ветры и деградация атмосферы) астрономических тел в таких местах, как Солнечная система, настолько слабо, что они могут игнорироваться без реальных последствий. Но кажется интуитивным, что вблизи тел с чрезвычайно сильными магнитными полями, таких как магнетары, такие поля будут иметь значительный или даже доминирующий динамический эффект, что требует рассмотрения электромагнетизма наряду с гравитацией, чтобы обеспечить точное динамическое описание магнитного поля. система.

Принимая во внимание тот факт, что магнитные поля таких тел превышают 100 миллиардов Телса, тот факт, что константа связи для электромагнетизма примерно на 40 порядков больше, чем у гравитации, и тот факт, что магнитная сила падает с квадратом расстояния как и гравитация, кажется странным, что такие магнитные поля не оказывали бы такого влияния (по крайней мере, на другие тела с магнитными полями, а также тела с высоким содержанием ферромагнитных материалов), но я никогда не слышал ни одного упоминания такой вещи. Так что мне интересно, ожидается ли такое поведение вблизи сильно намагниченных астрономических тел, и если нет, то что я здесь упускаю из виду?

ПрофРоб

Магнитная сила не падает с квадратом расстояния. например, магнитный диполь имеет поле, которое падает как

r^{- 3}

$r^{-3}$ , потенциал, который масштабируется как квадрат поля, т.е. как

r^{- 6}

$r^{-6}$ , и сила, которая представляет собой градиент потенциала, т.е.

r^{- 7}

$r^{-7}$ .

Ответы (2)

Могут ли на практике очень сильные магнитные поля существенно изменить динамику тел астрономических масштабов?

Магнитная сила не падает с квадратом расстояния. например, магнитный диполь имеет поле, которое падает как $r^{-3}$ , потенциал, который масштабируется как квадрат поля, т.е. как $r^{-6}$ , и сила, которая представляет собой градиент потенциала, т.е. $r^{-7}$ .

SpaceCore · Answer 1

Где такой эффект становится важным, так это во время аккреции вещества от обычной (более или менее) звезды-донора главной последовательности на намагниченную нейтронную звезду.
Здесь магнитное поле у НЗ может достигать порядка 10 $^{12}$ G и скорость аккреции около 10 $^{13}$ кг/с. На своем пути вниз по гравитационному колодцу к северному полюсу материал, который сейчас в основном представляет собой плазму, достигнет точки, где сила Лоренца заставит его вращаться по спирали и следовать за силовыми линиями магнитного поля. Таким образом, с этого момента его динамика будет определяться структурой магнитного поля, и в конечном итоге материал будет падать на магнитные полюса, создавая пульсары. Это воздействие на силовые линии магнитного поля происходит примерно тогда, когда магнитное давление превышает прямое давление материала. Так,

п_{р а м} "=" п_{Б} р (р) \cdot (\dot{\vec{р}})^{2} "=" \frac{Б (р)^{2}}{2 {мю}_{0}}

$P_{\mathrm{ram}}=P_{\mathrm{B}} \\ \rho(r) \cdot(\dot{\vec{r}})^{2} = \frac{B(r)^{2}}{2 \mu_{0}}$ Здесь B(r) — дипольное поле вокруг НЗ, которое спадает как r

^{- 3}

$^{-3}$ и так П

_{B}

$_\mathrm{B}$ быстро падает, как r

^{- 6}

$^{-6}$ , как Роб Джеффрис уже упоминает в своем комментарии. Радиус, вокруг которого магнитное поле становится преобладающим, называется альфвеновским радиусом и составляет порядка нескольких 1000 км.

Это выглядит примерно так ( Filippus et al., 2008 ):

Однако я не уверен, считается ли это астрономическим масштабом, но это самый драматичный эффект магнитных полей, о котором я только мог подумать.

номер пользователя · Answer 2

Это не объясняет, что происходит вокруг магнетаров, но дает ответ, могут ли магнитные поля оказывать значительное динамическое воздействие на любые большие тела наравне с гравитацией.

Магнитные поля в межзвездной среде играют важную роль в динамике газовых облаков . Эти облака намного больше, чем Солнечная система. Таким образом, даже сравнительно слабые магнитные поля ( от 6 до 40 $\mu$ G в среднем по нашей Галактике ) может оказать существенное влияние, да и вообще нельзя не учитывать при изучении строения Галактики .

Могут ли на практике очень сильные магнитные поля существенно изменить динамику тел астрономических масштабов?

Июнь Нова

ПрофРоб

Ответы (2)

SpaceCore

номер пользователя

Акселерометры полагаются на магнетизм?

Отталкиваются ли планеты?

От чего исходит свет, который мы видим от нейтронной звезды?

Могут ли Магнетары уничтожать планеты?

Магнетары и эффект динамо

Можно ли использовать магнитные «ботинки» для имитации эффектов гравитации кораблей-астероидов?

Существуют ли нейтронные звезды, у которых магнитная ось и ось вращения совпадают, и если да, то что произойдет?

А как насчет напряженности магнитного поля внутри старой аккрецирующей нейтронной звезды?

Как нейтронные звезды могут иметь газовую атмосферу?

Почему нейтронные звезды сталкиваются, а не просто вращаются друг вокруг друга, как планеты вращаются вокруг Солнца?